CNG加氣母站脫水裝置再生工藝的分析比較

1、 16 2011年第4期 上海煤氣CNG 加氣母站脫水裝置再生工藝的分析比較中國石化天然氣分公司 陳效華 丁乙摘要：文章介紹了CNG 加氣母站脫水工藝和分子篩床層再生方式，并對分子篩床的等壓再生和減壓再生進行分析比較。關鍵詞：脫水裝置 等壓再生 減壓再生CNG 加氣母站的工藝流程一般為對天然氣進行過濾、脫水、增壓壓縮，存儲后轉(zhuǎn)運至CNG 運輸槽車。然后由槽車運送CNG 至加氣子站，降壓、計量后出售給汽車等下游用戶。因下游用戶對天然氣氣質(zhì)的要求相對較高，特別是天然氣中水含量的控制，對CNG 壓縮機的影響及凝析水的影響均較大，故加氣母站需要對進入壓縮機的天然氣進行脫水處理，確保CNG 質(zhì)量。脫水工

2、藝是其中十分重要的工藝環(huán)節(jié)。1 脫水裝置的運行方式CNG 母站采用的前置式天然氣脫水裝置根據(jù)不同的工作條件有其不同的工作流程，其主要區(qū)別在于再生方式的不同，所以其運行方式可分為等壓再生與減壓再生。1.1 等壓再生零排放流程等壓再生零排放流程見圖1。當天然氣通過分子篩床層時，氣體中的水蒸汽分子被分子篩吸附，從而實現(xiàn)干燥氣體的目的；再生時，通過循環(huán)風機鼓動，使加熱氣體反向通過吸附罐，將吸附罐干燥塔內(nèi)已飽和的分子篩微孔表面所吸附的水分子脫去，使分子篩重新獲得吸濕能力。濕氣體經(jīng)過進口前置過濾器進入A 吸附罐(或B 罐 脫濕干燥。脫濕后的干燥氣體經(jīng)由下端出氣口，經(jīng)后置過濾器濾除粉塵后匯入壓縮機進氣總管。

3、另一吸附罐體則通過閥門的開啟、閉合與循環(huán)風機、冷卻器、加熱器等組成一個閉式循環(huán)回路。再生時，鼓風機將氣體送往加熱器加熱至一定溫度，然后進入B 罐(或A 罐 吹洗吸附劑，使其獲得活化再生。A 罐與B 罐的“吸附再生”過程交替進行，供氣過程得以連續(xù)不斷。圖1 等壓再生零排放流程示意當天然氣壓縮機停機時，再生系統(tǒng)將仍然按上述方式和路徑延續(xù)再生過程。在裝置前后安裝止逆閥或截止閥，當壓縮機停機時，可確保脫水裝置在設定壓力下工作，從而使再生過程無論是壓縮機開機或停機過程中均能充分完成。1.2 減壓再生流程減壓再生流程見圖2。當天然氣通過分子篩床層時，氣體中的水蒸汽分子被分子篩吸附，從而實現(xiàn)干燥氣體的目的；

4、再生時，通過循環(huán)風機鼓動，使加熱氣體反向通過吸附罐，將吸附罐干燥塔內(nèi)已飽和的分子篩微孔表面所吸附的水分子脫去，使分子篩重新獲得吸濕能力。濕氣體經(jīng)過進氣口前置過 上海煤氣2011年第4期17濾器進入A 吸附罐(或B 罐 脫濕干燥。脫濕后的干燥氣體由下端出氣口，匯入壓縮機進氣總管。另一罐體則通過閥門的開啟、閉合與循環(huán)風機、冷卻器、加熱器等組成一個閉式循環(huán)回路。再生時，由于循環(huán)風機采用羅茨鼓風機，其工作壓力一般不高于0.1 MPa ，因此在再生循環(huán)前，需將需要再生的濕吸附罐內(nèi)的氣體通過泄壓閥排出一部分，卸壓至0.05 MPa 左右，減壓后循環(huán)風機將氣體送往加熱器加熱至一定溫度，然后進入B 罐(或A

5、罐 吹洗吸附劑，使其獲得活化再生。A 罐與B 罐的“吸附再生”過程交替進行，供氣過程得以連續(xù)不斷。圖2 減壓再生流程示意2 運行方式分析及建議(1所謂的閉式循環(huán)，是利用閥門的開啟或切斷組合，使天然氣在吸附罐干燥器內(nèi)形成一個封閉循環(huán)的氣流。此循環(huán)中的天然氣，即是再生氣，功能是將吸附在罐內(nèi)分子篩內(nèi)孔壁面上的水分子帶出吸附罐。 (2一般情況下減壓再生系統(tǒng)中循環(huán)風機采用羅茨鼓風機，該機是一種采用等容壓縮、熱效率較低的壓氣機，需要將濕吸附罐內(nèi)氣體泄壓，這種降壓再生的方式既造成了氣體的無謂浪費，又對健康安全環(huán)境管理體系(HSE帶來隱患，甚至可能引致周圍居民的抗議。(3為杜絕此種缺陷，建議采用不卸放壓力的等

6、壓力再生方式。即在再生循環(huán)中，采用可在高壓力下工作的循環(huán)壓縮機，實現(xiàn)在不卸放“濕”吸附罐內(nèi)的氣體的條件下，脫出分子篩吸附的水分，實現(xiàn)了分子篩的再生。3 總述對各種吸附式脫水干燥裝置而言，其吸附方式幾乎沒有差異：都是將濕氣體經(jīng)過濾后送入填滿吸附劑的罐或塔內(nèi)，將氣體中的水份吸附在吸附劑分子篩上，從而獲得干燥的氣體。各種干燥器的差異大都集中在再生方式和參數(shù)的選擇上。再生流程能將分子篩微孔內(nèi)吸附的水分子驅(qū)逐，使分子篩重新活化。但顯然，再生流程的設計對于干燥器的連續(xù)運行起著至關重要、甚至決定性的作用。作為吸附水份的分子篩填裝體不論多大，分子篩終究會飽和，失去吸附能力。因此選用合理的再生流程和參數(shù)成為吸附

7、罐中干燥器設計中的關鍵要素。一個合理的再生流程同時也可以做到用盡可能少的消耗包括電加熱功率、氣體耗損率達到有效的再生目的，實現(xiàn)安全與環(huán)保。The Comparison of Dehydration plants Regeneration Process in CNG Primary StationNatural Gas Distribution Company under Sinopec Chen Xiaohua Ding YiAbstract: The article introduces the dehydration and molecular sieve chromatography regeneration process in CNG primary station, and compares the differences between the equal pressure regeneration process and the d